Kırılan bardakların tekrar masanın üzerine sıçrayıp eski hallerine döndüklerini görmememizin nedeni, genellikle bu tür bir olayın termodinamiğin ikinci yasasınca mümkün olmadığı şeklinde açıklanır. Buna göre düzensizlik, yani entropi zamanla artar. Bir başka deyişle, bu Murphy Kanunu’dur: İşler daima kötüye gider. Masanın üzerinde sapasağlam duran bir bardak düzene örnek teşkil eder, oysa yere düşüp paramparça olmuş bir barda düzensiz bir haldedir. Yani bardağım masanın üzerinde sapasağlam olduğu geçmiten, yerde paramparça olduğu geleceğe gidilebilirken tersi mümkün değildir.

Düzensizlik ya da entropinin zamanla artması, zamanın oku olarak adlandırılan, zamana belirli bir yön vererek geçmişi gelecekten ayıran kavrama bir örnek teşkil eder. Zamanın en az üç farklı oku vardır. Bunlardan ilki, zamanın termodinamik okudur, yani düzensizlik ya da entropinin artış gösterdiği zaman yönü. İkinci olarak zamanın psikolojik oku gelir. Bu da zamanın aktığını hissettiğimiz yöndür, geleceği değil de geçmişi anımsadığımız zaman yönü. Üçüncü oksa zamanın kozmolojik okudur. Bu da evrenin sıkışmayıp genişlediği zaman yönüdür.

Psikolojik okun termodinamik ok tarafından belirlendiğini ve her ikisinin de hep aynı yöne işaret ettiğini ortaya atacağım. Evren için sınırsızlık varsayımı yapıldığında, aynı yönü işaret etmedikleri halde her ikisi de kozmolojik okla ilintili bir hal alır. Ancak ortaya atacağım iddiaya göre yalnızca bu iki ok kozmolojik okla uyum sağladığında şu soruyu sorabilecek zeki varlıklar olabilir: Düzensizlik neden evrenin genişlediği zaman yönünde artış gösterir?

Termodinamik Ok

Öncelikle termodinamik oktan bahsedeceğim, Termodinamiğin ikinci yasası, düzenli hallere kıyasla çok daha düzensiz hal var olduğu gerçeğine dayanır. Bir yapbozun parçalarını ele alalım. Tüm bu parçalardan anlamlı bir resim ortaya koyabilmenin yalnız tek bir yolu vardır. Öte yandan, parçaların herhangi bir resim oluşturmadan düzensiz bir şekilde dizilebileceği çok sayıda düzenleme olabilir.

Bu az sayıdaki düzenli hallerden birinde bir sistemin ortaya çıktığını varsayalım. Zaman geçtikçe bu sistem, fizik kanunlarına göre evrilecek ve hal değiştirecektir. İleri ki bir zamanda bu sistemin çok daha düzensiz bir halde olma olasılığı yüksektir. Bunu, basitçe, düzensiz hallerin sayısının çok daha fazla olmasıyla açıklayabiliriz. Bu nedenle, sistem başlangıçta çok düzenli bir durumdaysa zaman içinde düzensizliği artma eğiliminde olacaktır.

Yapboz parçalarının başlangıçta resmi oluşturduğu düzende olduklarını varsayalım. Kutuyu salladığınızda parçaların düzeni değişecektir. Muhtemelen artık düzgün bir resim oluşturmayan bir düzene geçeceklerdir, çünkü düzensiz durumların sayısı çok daha fazladır. Bazı parçalar hala asıl resmin belirli yerlerini oluşturacak şekilde doğru konumlarda olabilir, fakat kuyu sallamaya devam ettiğiniz sürece bu parçaların da yerlerinden çıkma olasılığı yüksektir. Böylelikle, parçalar hiçbir anlam içermeyen karmakarışık bir hal alacaktır. Yani parçalar başlangıçta sıkı bir düzen içindeyse muhtemelen zaman içinde düzensizlikler artacaktır.

Tanrı’nı, evrenin ileriki bir tarihte sıkı bir düzen içinde sona ermesine, ancak nasıl bir halde başladığının önemli olmadığına karar verdiğini varsayalım. Bu durumda, evren ilk başlarda muhtemelen düzensiz bir halde olur ve düzensizlik zamanla artardı. Kırık bardaklar eski hallerine dönüp masanın üzerine hoplayabilirdi. Ancak bu bardakları gözlemleyen herhangi biri, düzensizliği zamanla azalan bir evrende yaşıyor olurdu. Bu varlıkların ters yönü işaret eden bir psikolojik okları olduğunu iddia edeceğim. Yani yakın zamanda olanları değil daha uzak geçmişteki olayları hatırlarlardı.

Psikolojik Ok

İnsan belleğiyle ilgili konuşmak güçtür; çünkü beynin işleyişiyle ilgili detaylı bilgimiz yoktur. Ancak bilgisayar belleklerinin nasıl çalıştığını biliyoruz. Bu nedenle bilgisayarların psikolojik zaman oklarından bahsedeceğim. Sanırım, bu okun bilgisayarlar için de insanlarınkiyle aynı olduğunu varsaymak mantıklı olacaktır. Öyle olmasa gelecekteki borsa değerlerini hatırlayan bir bilgisayarla servet elde edilebilirdi

Basitçe anlatmak gerekirse bilgisayar belleği, iki durumdan birinde olabilecek bir cihazdır. Buna örnek olarak süper iletken bir kablo verilebilir. Kabloda akım varsa direnç olmadığında akmaya devam edecektir. Öte yandan, akım yoksa kablo akımsız olarak var olmaya devam edecektir. Belleğin bu iki hali “bir” ve “sıfır” olarak adlandırılabilir.

Herhangi bir şey kaydedilmeden önce bellek, birle sıfırın olasılıklarının eşit olduğu düzensiz bir haldedir. Bellek, hatırlanması istenen sistemle karşılaştıktan sonraysa sistemin durumuna göre bu hallerden birine geçecektir. Yani bellek, düzensiz bir halden düzen bir hale geçer. Ancak belleğin doğru halde olduğuna emin olmak için belli bir enerji kullanması gereklidir. Bu enerji, ısı olarak açığa çıkar ve evrendeki düzensizliği arttırır. Evrendeki bu düzensizlik artışının bellekteki düzen artışından daha fazla olduğu kanıtlanabilir. Bu nedenle, bilgisayar belleğine herhangi bir şey kaydedildiğinde evrenin toplam düzensizliği artar.

Bilgisayarların geçmişi anımsama yönü, düzensizliğin artış yönüyle aynıdır. Yani zamanın yönüne dair öznel hissimiz olan zamanın psikolojik oku, zamanın termodinamik okunca belirlenmiş olur. Bu da termodinamiğin ikinci yasasını neredeyse saçma kılar. Düzensizlik zamanla artar çünkü zamanı düzensizliğin artış yönünde ölçeriz. Bundan daha güvenli bir bahis olamaz.

Evrenin Sınır Koşulları

Peki ama evren neden geçmiş olarak adlandırdığımız zamanın bir ucunda düzenli bir halde olmalı? Neden tüm zamanlarda tam bir düzensizlik içinde değildi? Ne de olsa bu daha olası. Ve düzensizliğin arttığı zamanın yönü, neden evrenin genişleme yönüyle aynı? Buna verilebilecek yanıtlardan biri de evrenin genişleme evresinin başlangıcında düzenli bir halde olmasının Tanrı’nın bir seçimi olduğudur. O’nun nedenlerini anlamaya ya da sorgulamaya çalışmamalıyız; çünkü evrenin başlangıcı Tanrı’nın işiydi. Yani evrenin tüm tarihi Tanrı’nın işi olarak görülebilir.

Evren, çok iyi tanımlanmış kanunlar çerçevesinde işliyormuş gibi görünmekte. Bu kanunlar, Tanrı’nın takdiri olabilir de olmayabilir de. Fakat görünen o ki bunları keşfedip işleyişlerini anlayabiliyoruz. Bundan hareketle, aynı ya da benzer kanunların, evrenin başlangıcında da geçerli olduğunu ummak mantıksızlık mı olur? Klasik genel görelilik teorisine göre evrenin başlangıcı, uzay-zaman eğrisinde sonsuz yoğunlukta bir tekillik olmalı. Bu koşullar altında, bilinen tüm fizik kanunları geçersizleşir. Bu nedenle de evrenin başlangıcı hakkında tahminler yürütmede kullanılamazlar.

Evren son derece düzgün ve düzenli bir halden başlamış olabilir. Bu da bizi, şuan gözlemlediğimiz gibi son derece iyi tanımlanmış bir termodinamiğe ve zamanın kozmolojik oklarına ulaştırır. Böyle bir durumda evren zaten tam bir düzensizlik olacağından düzensizliğin zamanla artması da beklenemez. Ya sabit kalacaktır ki bu durumda iyi tanımlanmış bir termodinamik zaman oku olmaz, ya da azalacaktır ki bu durumda da termodinamik zaman oku kozmolojik okun tam tersi istikameti işaret eder. Bu olasılıkların hiçbiri gözlemlerimizle uyuşmamaktadır. Daha önce bahsettiğim gibi, klasik genel görelilik teorisine göre evren, uzay-zaman eğrisinde yoğunluğun sonsuz olduğu bir tekillikten başlamıştır. Hatta bunun anlamı klasik genel görelilik teorisinin kendi çöküşünü öngörmüştür. Uzay-zaman eğriliği arttığında, kuantum çekim etkileri önemli bir hal alır ve klasik teori evrenin iyi bir tanımı olmaktan çıkar. Evrenin nasıl başladığını anlayabilmek için kuantum çekim teorisi kullanılmalıdır.

Zamanın Oku Ters Yöne Döner mi?

Peki, evrenin genişlemesi durup sıkışmaya başlarsa neler olur? Termodinamik ok tersine döner ve düzensizlik zamanla azalır mı? Bu durum, genişleme evresinden sıkışma evrenine geçişi sağ salim atlatabilen insanlar için her tür bilim-kurgusal olasılığı mümkün kılardı. Kırılan bardakların tekrar birleşerek masanın üzerine atladığını görebilirler miydi? Bir sonraki günün borsa değerlerini hatırlayıp servet elde edebilirler miydi?

Evren yeniden çöktüğünde neler olacağıyla ilgili endişelenmek biraz fazla bilimsel görülebilir, ne de olsa çöküş evresi en azından on bin milyon yıl daha başlamayacak. Ama neler olacağını bulabilmenin hızlı bir yolu var: Bir kara değilin içine atlamak. Bir yıldızın çökerek kara delik oluşturması, erenin çöküş evresinin son dönemlerine tekabül edebilir. Bu nedenle, evrenin sıkışma döneminde düzensizlik azalacaksa kara delikler için de aynı şeyin olması beklenir. Yani belki de kara deliğin içine düşen astronot, rulet masasında bahsini oynamadan önce topun hangi numaraya düşeceğini anımsayarak çok para kazanabilir. Ancak ne yazık ki kuvvetli çekim alanlarınca spagettiye dönüştürülmeden önce kumar oynamaya ayıracak çok az vakti olur. Aynı zamanda bize termodinamik okun tersine dönüp dönmediğini de söyleyemez, hatta kazandığı paraları bankaya yatıracak vakti dahi olmaz, çünkü kara deliğin olay ufkunun ardında hapsolmuştur.

Başlangıçta evren yeniden çöktüğünde düzensizliğin azalacağına inanıyordum. Bunun nedeni, evrenin yeniden küçülürken çok daha düzenli ve düzgün bir hal alması gerektiğini düşünmemdi. Bu da sıkışma evresinin zamansal olarak genişleme evresinin tersine oynatılmış hali olduğu anlamına gelirdi. Sıkışma evresindeki insanlar hayatlarını tersine yaşamaya başlardı. Daha doğmadan ölür ve evren sıkıştıkça gençleşirlerdi. Bu hoş fikirdi, çünkü genişleme ve sıkışma evrelerinin simetrik olduğu anlamına gelirdi. Ancak bu fikir, evrenle ilgili başka fikirlerden bağımsız bir şekilde tek başına kabul edilemez. Soru şudur: Bu durum, sınırsızlık koşulunun beraberinde mi ortaya çıkar yoksa bu koşula uymamakta mıdır?

Daha önce belirttiğim gibi, başlangıçta sınırsızlık koşulunun gerçekten de sıkışma evresinde düzensizliğin azalmasını da beraberine getirdiğini düşünüyordum. Bu görüşümün temelinde, çöküş evresinin genişleme evresinin zamanca tersine yürütüldüğü bir dönem olduğu basit bir evren modeli yatmaktaydı. Ancak meslektaşlarımdan biri olan Don Page, sınırsızlık koşulunun, sıkışma evresinin, genişleme evresinin zamanca tersine yürütülmüş hali olması gerektirmediğini belirtmiştir. Bunun da ötesinde, öğrencilerimden biri olan Raymond Laflamme, biraz daha karışık bir modelde evrenin çöküş döneminin genişleme döneminden çok farklı olduğunu buldu. Bir hata yaptığımın farkına vardım. Gerçekten de sınırsızlık ilkesi, sıkışma evresi boyunca düzensizliğin artmaya devam etmesini gerektiriyordu. Evren yeniden sıkışmaya başladığında ya da kara deliklerin içinde, termodinamik ve psikolojik okların yönü tersine dönmüyordu.

Böylesi bir hata yaptığınızı anladığınızda ne yapmalısınız? Kimileri, Eddington gibi, yanıldıklarını asla itiraf etmez. Görüşlerini desteklemek için yeni ve çoğu zaman birbirini tutmayan görüşler ileri sürerler. Bazıları başlangıçtan beri yanlış olan görüşü gerçekten desteklemediklerini, bunu yapmışlarsa bile yalnızca tutarsız bir görüş olduğunu ispatlamak için yaptıklarını iddia eder. Buna dair çok sayıda örnek verebilirimi ama o zaman hiç sevilmeyen biri haline gelirim. Bana göreyse yazılı bir ortamda hatalı olduğunuzu itiraf etmek çok daha az karmaşık ve iyi yoldur. Buna iyi bir örnek olarak Einstein gösterilebilir; kendisi, durağan bir evren modeli oluşturmaya çalışırken ortaya attığı kozmolojik sabitin hayatında yaptığı en büyük hata olduğunu belirtmiştir.

Stephen Hawking, Her Şeyin Teorisi -Evrenin Başlangıcı ve Geleceği, sayfa 94-95-96-97-98-99-100

Reklamlar